液压传动第八章

1、第八章 液压系统分析液压系统分析液压系统分析阅读一个较复杂的液压系统图可以按照以下步骤： （1）明确主机的功用、动作以及对于液压系统的要求；（2）确定系统的类型；（3）对于一定的操作，分析油流循环路线和执行元件产生的动作；（4）分析各个元件的作用，并搞清在什么时候起作用；（5）对系统进行评价，找出系统的特点。第一节第一节 液压系统分类液压系统分类开式循环系统和闭式循环系统开式循环系统和闭式循环系统单泵系统和多泵系统单泵系统和多泵系统定量系统和变量系统定量系统和变量系统串联、并联、单连和复联系统串联、并联、单连和复联系统调速方式调速方式换向阀的操作方式换向阀的操作方式开式循环系统、闭式循环系统开

2、式循环系统、闭式循环系统4136527图8-2 闭式循环系统图8-1 开式循环系统图8-1 开式循环系统图8-2 闭式循环系统单泵系统和多泵系统单泵系统和多泵系统 单泵系统中主机使用一台液压泵驱动多单泵系统中主机使用一台液压泵驱动多个工作机构，其特点是结构简单、成本低，个工作机构，其特点是结构简单、成本低，但由于各个执行元件要求的压力和流量不同，但由于各个执行元件要求的压力和流量不同，原动机的功率难以得到充分的利用。原动机的功率难以得到充分的利用。 多泵系统是液压系统中有两台以上的液多泵系统是液压系统中有两台以上的液压泵，各泵可以单独驱动一个执行机构，又压泵，各泵可以单独驱动一个执行机构，又可

3、以多泵合流驱动一个执行机构，以提高执可以多泵合流驱动一个执行机构，以提高执行机构的速度，还可以实现复合动作（主机行机构的速度，还可以实现复合动作（主机同时有两个以上的动作），以提高生产率。同时有两个以上的动作），以提高生产率。多泵系统比单泵系统功率利用率高，但造价多泵系统比单泵系统功率利用率高，但造价也高。也高。定量系统和变量系统定量系统和变量系统系统中采用了定量元件被称为定量系统。系统中采用了定量元件被称为定量系统。定量系统特点是结构简单、成本低，但定量系统特点是结构简单、成本低，但在功率利用率方面不太合理，特别是单在功率利用率方面不太合理，特别是单泵定量系统，功率利用率比较差。泵定量系统，

4、功率利用率比较差。系统中采用了变量元件就叫变量系统。系统中采用了变量元件就叫变量系统。变量系统，特别是恒功率变量系统使原变量系统，特别是恒功率变量系统使原动机的功率利用充分，得到较为理想的动机的功率利用充分，得到较为理想的特性。特性。 串联系统、并联系统串联系统、并联系统图8-3 串联系统图8-4 并联系统图8-3 串联系统图8-4 并联系统单联系统、复联系统单联系统、复联系统图8-5 单联系统图8-6 复联系统12345612346785图8-5 单联系统图8-6 复联系统调速方式调速方式 液压系统中调速方式可以分为有级调速和无级调速，液压系统中调速方式可以分为有级调速和无级调速，无级调速又

5、可以分为节流调速、容积调速、容积节无级调速又可以分为节流调速、容积调速、容积节流调速流调速3 3种形式。种形式。有级调速用在多泵或多马达的系统中，特点是效率高，有级调速用在多泵或多马达的系统中，特点是效率高，比容积调速造价要低，调速特性比较差。比容积调速造价要低，调速特性比较差。节流调速的特点是结构简单、造价低廉、维护方便、节流调速的特点是结构简单、造价低廉、维护方便、调速范围大，微调性能好，缺点是由于节流损失和溢调速范围大，微调性能好，缺点是由于节流损失和溢流损失造成效率低，发热高。节流调速适合小功率或流损失造成效率低，发热高。节流调速适合小功率或不常调速的的场合。不常调速的的场合。容积调速

6、回路是通过改变液压泵或液压马达的排量来容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的排量来实现无级调速的，它不需要节流和溢流，所以效率高实现无级调速的，它不需要节流和溢流，所以效率高发热少，功率利用合理，但调速范围比节流调速小，发热少，功率利用合理，但调速范围比节流调速小，微调性能不如节流调速好，且结构复杂，造价高。容微调性能不如节流调速好，且结构复杂，造价高。容积调速适用大功率液压系统。积调速适用大功率液压系统。换向阀的操作方式换向阀的操作方式换向阀的操作方式有直动式和先换向阀的操作方式有直动式和先导操作两大类，直动式的有电磁导操作两大类，直动式的有电磁阀、行程阀、手动换向阀等；先阀、行程阀、手动

7、换向阀等；先导操作中又分为节流式先导操作导操作中又分为节流式先导操作和减压式先导操作。小功率的液和减压式先导操作。小功率的液压系统一般都采用直动操作，大压系统一般都采用直动操作，大功率的液压系统往往采用先导操功率的液压系统往往采用先导操作。作。 第二节第二节 组合机床动力滑台液组合机床动力滑台液压系统压系统组合机床是由通用部件和部分专用部件组组合机床是由通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。成的高效、专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等工它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等工序以及工作台转位、定位、卡紧、输送等序以及工作台转位、定位、卡紧、输送等

8、辅助动作，可用来组成自动线。辅助动作，可用来组成自动线。这里只介绍组合机床动力滑台液压系统。这里只介绍组合机床动力滑台液压系统。动力滑台上一般安装着各种旋转着的刀具，动力滑台上一般安装着各种旋转着的刀具，其液压系统的功能是使这些刀具作轴向进其液压系统的功能是使这些刀具作轴向进给运动，并完成一定的动作循环。给运动，并完成一定的动作循环。YT4543YT4543型动力滑台液压系统工型动力滑台液压系统工作原理作原理 8910113YA121YA2YA13141515图8-7 YT4543型动力滑台液压系统0快 退停止原位留停二工进快 进一工进23467该液压系统特点该液压系统特点 限压式变量泵和进油

9、调速回路组成的容限压式变量泵和进油调速回路组成的容积节流调速回路积节流调速回路差动连接快速运动回路差动连接快速运动回路电液换向阀的换向回路电液换向阀的换向回路由行程阀、电磁阀和液控行程阀联合控由行程阀、电磁阀和液控行程阀联合控制的速度切换回路制的速度切换回路用中位为用中位为M M型机能的电液换向阀的卸荷回型机能的电液换向阀的卸荷回路等。路等。 动力滑台液压系统特点动力滑台液压系统特点1.1.采用了限压式变量泵和调速阀组成的采用了限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它既满足系统调速容积节流调速回路。它既满足系统调速范围大，低速稳定性好的要求，又提高范围大，低速稳定性好的要求，又提高了系统

10、的效率。进给时，回油路上增加了系统的效率。进给时，回油路上增加了一个背压阀，这样作一方面是为了改了一个背压阀，这样作一方面是为了改善速度稳定性（避免空气渗入系统，提善速度稳定性（避免空气渗入系统，提高传动刚度），另一方面是为了使滑台高传动刚度），另一方面是为了使滑台能承受一定的和运动方向一致的切削力。能承受一定的和运动方向一致的切削力。动力滑台液压系统动力滑台液压系统2.2.采用限压式变量泵和差动连接两个采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快进，这样既能得到较高的措施实现快进，这样既能得到较高的快进速度，又不致使系统效率过低。快进速度，又不致使系统效率过低。动力滑台快进和快退速度都是最大进动

11、力滑台快进和快退速度都是最大进给速度的给速度的1010倍，泵的流量自动变化，倍，泵的流量自动变化，即在快速行程时输入最大流量，工进即在快速行程时输入最大流量，工进时只输出与液压缸需要相适应的流量，时只输出与液压缸需要相适应的流量，死挡块停留时只输出补偿泄漏所需的死挡块停留时只输出补偿泄漏所需的流量。系统无溢流损失，效率高。流量。系统无溢流损失，效率高。动力滑台液压系统动力滑台液压系统3.3.采用行程阀和液控顺序阀使快进转采用行程阀和液控顺序阀使快进转换为工进，动作平稳可靠，转换的位换为工进，动作平稳可靠，转换的位置精度比较高，两个工进之间的换接置精度比较高，两个工进之间的换接则由于两者速度都较

12、低，采用电磁阀则由于两者速度都较低，采用电磁阀完全能保证换接精度。完全能保证换接精度。动力滑台液压系统动作循环表动力滑台液压系统动作循环表元件动作1YA2YA3YA压力继电器行程阀快进+-导通一工进+-切断二工进+-+-切断死挡块停留+-+切断快退-+-切断导通原位停止-导通第三节第三节 液压压力机液压系统液压压力机液压系统明确主机对于液压系统的要求明确主机对于液压系统的要求从执行元件开始，逐个认定系统图中所用的各从执行元件开始，逐个认定系统图中所用的各个液压元件个液压元件依动作循环的各个工况，列写出油的流动路线依动作循环的各个工况，列写出油的流动路线在分析液压系统时，总结该系统的特点在分析液

13、压系统时，总结该系统的特点该主机对液压系统的要求该主机对液压系统的要求1为完成一般的压制工艺，要求主缸(上液压缸)驱动上滑块能实现“快速下行慢速加压保压延时卸压快速返回原位停止”的工作循环；要求顶出缸驱动下滑块实现“向上顶出停留向下退回原位停止”的动作循环。 3压力机在工作过程中，空行程和加压行程的速度差异非常大，则需要的流量差异也就比较大，而且在空行程和加压行程中压力也相差悬殊。因此要求功率利用合理，工作平稳，安全可靠。2液压系统中的压力要能保证产生较大的压制力，并能方便调节。4YA203213SQ2SQ1SQ165YA1YA9810主缸151411754672YA1213图8-8 YT32

14、-200型四柱万能液压机液压系统图顶出缸1718213YA197YA32-200YA32-200型型四柱万能液压机液压系统特点四柱万能液压机液压系统特点采用高压大流量恒功率变量泵供油，既符合工采用高压大流量恒功率变量泵供油，既符合工艺要求，又节省能量艺要求，又节省能量利用活塞滑块自重的作用实现快速下行，并用利用活塞滑块自重的作用实现快速下行，并用充液阀对主缸充液。这种快速运动回路结构简充液阀对主缸充液。这种快速运动回路结构简单，使用元件少。单，使用元件少。采用单向阀采用单向阀1313保压。为了减少由保压转换为快保压。为了减少由保压转换为快速回路时的液压冲击，采用卸荷阀速回路时的液压冲击，采用卸

15、荷阀1111和带卸载和带卸载小阀芯的液控单向阀小阀芯的液控单向阀1414组成的泄压回路组成的泄压回路顶出缸与主缸运动互锁。只有换向阀顶出缸与主缸运动互锁。只有换向阀6 6处于中位，处于中位，主缸不运动时，压力油才能进入阀主缸不运动时，压力油才能进入阀2121，使顶出，使顶出缸运动。这是一种安全措施。缸运动。这是一种安全措施。第四节第四节 汽车起重机液压系统汽车起重机液压系统起升机构要求能调速且微调性能好，以适应安装就位作业的需要，此外还有下降限速、定位锁紧的要求 支腿在起重作业中和行驶过程中防止出现“软腿”、行驶过程中自行下落，在起重作业中要防止出现对支腿的误操作 对液压系统对液压系统有以下要

16、求有以下要求 变幅机构和动臂伸缩机构有下降限速和定位锁紧的要求 图8-9 Q2-8汽车起重机液压系统图图8-9 Q2-8汽车起重机液压系统图452167389101112131415161718ABCDEFQ2-8Q2-8汽车起重机液压系统特点汽车起重机液压系统特点该起重机是小型起重机，马达的驱动部件该起重机是小型起重机，马达的驱动部件制动问题不突出，故没有设置缓冲补油回制动问题不突出，故没有设置缓冲补油回路，这样使系统结构简单、造价低廉路，这样使系统结构简单、造价低廉 起升机构没有设置有级调速回路，起升机起升机构没有设置有级调速回路，起升机构的调速主要是通过调节发动机的油门来构的调速主要是通

17、过调节发动机的油门来实现，微调性可利用换向阀节流调速来保实现，微调性可利用换向阀节流调速来保证，同样也是为了降低造价证，同样也是为了降低造价 Q2-8Q2-8汽车起重机液压系统特点汽车起重机液压系统特点工作机构采用统一的专用平衡阀，将锁工作机构采用统一的专用平衡阀，将锁紧与限速的功能合用一个元件来完成紧与限速的功能合用一个元件来完成 系统采用了锁紧回路和制动器，不仅满系统采用了锁紧回路和制动器，不仅满足了工作要求，还提高了安全性足了工作要求，还提高了安全性 系统中六个换向阀串联，油路循环路线系统中六个换向阀串联，油路循环路线比较长，压力损失比较大比较长，压力损失比较大 第五节第五节 轮式装载机

18、液压系统轮式装载机液压系统 1 1 轮式装载机采用液压转向，转向油路要求流轮式装载机采用液压转向，转向油路要求流量稳定；量稳定；2 2 为了卸土卸得干净，铲斗要能自由落体运动，为了卸土卸得干净，铲斗要能自由落体运动，以便产生振斗动作，卸土开始翻斗时油缸小腔压以便产生振斗动作，卸土开始翻斗时油缸小腔压力比较高，应防止过载，自动翻斗后小腔应能够力比较高，应防止过载，自动翻斗后小腔应能够补油；补油；3 3 为了满足装卸作业，在换向阀处于中位时应能为了满足装卸作业，在换向阀处于中位时应能使动臂停留在任意位置，另一方面为了满足平整使动臂停留在任意位置，另一方面为了满足平整作业，动臂应能够浮动；作业，动臂

19、应能够浮动；4 4装载机的工装在工作中要防止点头现象的发生装载机的工装在工作中要防止点头现象的发生; ;5 5为了减少能量损失，减少系统发热，应尽量减为了减少能量损失，减少系统发热，应尽量减少溢流时间。少溢流时间。 4152367891011121314图8-10 ZL50装载机液压系统图图8-10 ZL50装载机液压系统图p1p2p311ABCZL50ZL50轮式轮式装载机液压系统的特点装载机液压系统的特点1 1.两个工装换向阀为串并联，适合各种作两个工装换向阀为串并联，适合各种作业方式；业方式；2 2.采用三泵系统，用双泵单路稳流阀，不采用三泵系统，用双泵单路稳流阀，不仅保证了转向流量的稳

20、定，在发动机高速仅保证了转向流量的稳定，在发动机高速时，工作油泵的流量大，可以提高生产率；时，工作油泵的流量大，可以提高生产率；3 3.工装换向阀配有单向阀，有效地解决了工装换向阀配有单向阀，有效地解决了“点头点头”问题；问题；4 4.系统装有自动复位装置，使安全阀很少系统装有自动复位装置，使安全阀很少溢流，大大降低了能量损失。溢流，大大降低了能量损失。YW-60YW-60履带式挖掘机液压系统履带式挖掘机液压系统 1 1 动臂、斗杆、铲斗要能单独动作动臂、斗杆、铲斗要能单独动作, ,又能复合动作；又能复合动作；2 2 在挖掘机的作业过程中，工作装置的动作和回转机构的在挖掘机的作业过程中，工作装

21、置的动作和回转机构的动作既能单独进行又能复合动作；动作既能单独进行又能复合动作；3 3 为保证生产率，单独动作速度比复合动作速度高一倍；为保证生产率，单独动作速度比复合动作速度高一倍；4 4 挖掘机的左右行走要求独立驱动，以便能够转向；同时挖掘机的左右行走要求独立驱动，以便能够转向；同时也要能够复合动作（同步动作）以保证行走的直线性能；也要能够复合动作（同步动作）以保证行走的直线性能；5 5 挖掘机的挖掘阻力多变，且无法事先确定，故需要自动挖掘机的挖掘阻力多变，且无法事先确定，故需要自动无级调速，以保证充分利用发动机的功率；无级调速，以保证充分利用发动机的功率；6 6 要求液压系统安全可靠，各

22、个作业油缸具有良好的过载要求液压系统安全可靠，各个作业油缸具有良好的过载保护，回转机构和行走机构要有可靠的制动和限速措施保护，回转机构和行走机构要有可靠的制动和限速措施7 7 为使系统持续工作，要求油温低于为使系统持续工作，要求油温低于8585，温升低于，温升低于45458 8 为了减轻司机的操作疲劳，最好采用先导操作或电液伺为了减轻司机的操作疲劳，最好采用先导操作或电液伺服操作服操作 13-回转马达 14-缓冲补油限速阀 15-多路换向阀（两组） 16-单向节流阀 17-动臂缸 18-斗杆缸 19-铲斗缸 20-手动减压阀式先导阀 21-转换阀13-回转马达 14-缓冲补油限速阀 15-多路

23、换向阀（两组） 16-单向节流阀 17-动臂缸 18-斗杆缸 19-铲斗缸 20-手动减压阀式先导阀 21-转换阀1-操纵液压泵 A、B-双联液压泵 4-蓄能器 5-电磁阀 6-冷却用液压马达 7-冷却风扇 8-散热器 9、10-滤油器 11-行走马达（两个） 12-中型回转接头1-操纵液压泵 A、B-双联液压泵 4-蓄能器 5-电磁阀 6-冷却用液压马达 7-冷却风扇 8-散热器 9、10-滤油器 11-行走马达（两个） 12-中型回转接头10109 98 87 76 61111图8-11 YW-60挖掘机液压系统图图8-11 YW-60挖掘机液压系统图铲斗铲斗5 53 34 4A AB B1 12121回转回转斗 杆斗 杆回转回转1515动 臂动 臂铲斗铲斗201212161617171313191914141818三、三、YW-60YW-60履带式挖掘机液压系统履带式挖掘机液压系统系统的特点系统的特点 系统采用了液压联系的总功率变量泵，能系统采用了液压联系的总功率变量泵，能够充分利用发动机的功率；够充分利用发动机的功率； 采用了减压阀式先导操作，在操作时既轻采用了减压阀式先导操作，在操作时既轻便又有操作力和位置的感觉；便又有操作力和位置的感觉； 系统采